工业燃气焊接及切割的工艺介绍
- 气焊的基本原理和工艺流程
气焊的基本原理
气焊是金属熔焊方法的一种,所需要的热源是由气体火焰提供的。在电弧焊广泛应用之前，气焊在许多工业部门是一种比较广泛应用的焊接方法。
目前在电弧焊、C02 气体保护焊、激光焊等***的焊接方法迅速发展和广泛应用的情况下，气焊的应用范围越来越小，但在铜＼铝等有色金属的焊接领域仍有其独特的优势。
另外气焊常用于薄板黑色金属焊接，建筑、安装、维修及野外施工等没有电源的场所，无法进行电焊时常使用气焊。
气焊工艺
气焊所需用的燃气有***、催化丙烷＼丙烯、氢气、炼焦煤气等。***是传统的燃气，一直在气焊中占主导地位。目前虽有许多***的代用气体问世，但由于催化效果及工具上的使用限制，在气焊效果上不如***，均不能广泛应用。
气焊火焰
***的完全燃烧是按下列方程式进行的：C2H2+2.502＝2C02 +H 2 0+1302.7kJ mol (1)
就是说重体积的***完全燃烧需要2.5 体积的氧，对在焊炬焊嘴出口处形成的焊接火焰来说，基本按下式进行：
(1) 通过焊炬参加反应的氧
C2H2 +02 =2CO+H2+450.4kJ／mol (2)
(2) 通过周围空气参加反应的氧
2CO+H 2 +1.5O 2 =2CO2+H 2 O+852.3kJ／mol (3)
由(2) 式看出，1 体积的***与由焊炬提供的1 体积的氧燃烧产生的火焰叫做正常焰。但实际上，由于一少部分氢与混合气中的氧燃烧成为水蒸汽，以及氧有些不洁的缘故，所以由焊炬提供的氧稍多一些，即达到氧与***的比例为1.1 ～1.2 时才能形成正常焰。正常焰具有轮廓明显的焰心，在端部成圆形。正常焰是气焊金属***合适的火焰，应用***广。气焊低碳钢＼中碳钢、低合金钢、纯铜、锡青铜、铝及铝合金、铅、锡、镁合金等一般都用正常焰。
—般氧与***的混合比小于1.1 时，火焰变成碳化焰。碳化焰的焰心轮廓不如正常焰明显。碳化焰具有较强的还原作用，也有一定的渗碳作用，轻微碳化的碳化焰适用于气焊高碳钢、高速钢、硬质合金钢、蒙乃尔合金钢、碳化钨和铝青铜等。
当氧与***的混合比大于1.2 时，火焰变成氧化焰，焰心呈圆锥体形状。氧气过剩时由于氧化较强烈，火焰的中层和火舌的长度都大为缩短。燃烧时带有噪声，噪音的大小决定于氧的压力和火焰中气体混合的比例。混合气中氧含量越多，噪音越大。轻微氧化的氧化焰适用于气焊黄铜、锰黄铜、镀锌铁皮等，可减少锌的蒸发。
每种型号的焊炬及焊嘴，还可以在一定范围内调节火焰大小。焊接纯铜等导热性强的工件，火焰能率应大些。非平焊位置气焊时，火焰能率应小些。射吸式焊炬和焊嘴常用，等压式焊炬和焊嘴不常用。
气焊用的焊丝起填充金属的作用，与熔化的母材一起组成焊缝金属。因此，应根据工件的化学成分选用成分类型相同的焊丝。
（二）气割的基本原理和应用范围
气割的基本原理
气割的原理是用燃气与氧混合燃烧产生的热量( 即预热火焰的热量) 预热金属表面，使预热处金属达到燃烧温度，并使其呈活化状态，然后送进高纯度、高速度的切割氧流，使金属( 主要是铁) 在氧中剧烈燃烧，生成氧化熔渣同时放出大量热量，借助这些燃烧热和熔渣不断加热切口处金属，并使热量迅速传递，直到工件底部，同时借助高速氧流的动量把燃烧生成的氧化熔渣吹除，被切工件与割炬相对移动形成割缝，达到切割金属的目的。从宏观上说是在高纯度氧流中燃烧的化学过程和借切割氧流动量排除熔渣的物理过程相结合的一种加工过程。
简单地说，气割就是利用气体火焰的热能将工件切割处金属预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使预热处金属燃烧并放出热量实现切割的方法。
气割技术几乎是和焊接技术同时诞生的一对相互促进、相互发展的“孪生兄弟”。它们构成了钢铁的一“裁”一“缝”。对现代工业而言，气割和焊接同样都是应用量大、覆盖面广的重要基础工艺之一。
气割在工业生产中有两个特性，一是与焊接生产的配套性，二是作为分离切割的***性。与焊接生产配套，作为焊接生产的***道加工工序，气割的效率、质量、成本将直接影响焊接工序及焊接工程的效率、质量和成本。由于机械化、半机械化气割技术的发展，特别是数控火焰切割技术的发展，使得气割可以代替部分机械加工。有些焊接坡口，可一次直接用气割方法切割出来，切割后直接进行焊接。
没有焊接的地方同样需要气割，在冶金、重机等工业生产中，对大截面铸锻件的平头、去尾、分离、缺陷清理，重大铸锻件的毛坯准备，连铸连轧板坯的在线切割，大型废旧铸锻件和重型废旧设备的解体，退役核设施、核构件的折除，100mm 厚以上的不锈钢、铸铁的切割等，气割技术都具有独特的不可替代的重要作用。
随着世界钢产量的迅速增加，随着焊接技术的迅速发展，很多过去为铸锻结构的工艺方法都改为拼焊结构，对焊接、切割技术的要求越来越高，使气割技术有了迅速的发展。
气割技术的应用领域已十分广泛，它几乎覆盖了机械、造船、***、石油化工、矿山冶金、交通能源等多种工业领域。
气割过程大致可分为互有关联的四个阶段
1) 起割点处的金属表面用预热火焰加热到其燃点，使预热处金属在切割、氧中开始燃烧。这个阶段预热火焰起重要作用，氧一燃气的火焰温度决定加热金属燃点的时间，一般催化燃气的起割时间要短一些。
2) 燃烧反应向金属下层传播。预热处金属达到燃烧温度后给出切割氧，氧化燃烧迅速开始并迅速向金属下层传播，传播速度非常快。这个过程中预热火焰的温度已降到次要，而金属在氧中燃烧产生的化学反应热已起重要作用。
3) 高速氧流排除燃烧反应生成的熔渣。这个过程是个物理过程，是和第二个过程同时进行的过程。
4) 利用熔渣和预热火焰的热量将切口前缘的金属上层加热到燃点，使之继续与氧产生燃烧反应，以维持整个切割过程。
上述过程不断重复，金属切割就连续地进行。总之整个切割过程主要是金属在氧中剧烈燃烧产生大量热量并维持整个切割过程的连续。
气割的化学反应式：
Fe+0.5O2 =FeO+269.2KJmol
2Fe+1.5O2 =Fe2 O3 +831.1kJ ／mol
3Fe+2O2 = Fe3 O4 +1117.5kJ ／mol
这三种反应几乎同时进行，在切割反应区将形成三种铁的氧化物，并放出大量的热量，反应速度非常快。
金属气割所需要的条件
不是所有金属都可以进***割，金属气割要满足以下一些条件：
1) 金属的熔点应该高于它的燃点。低碳钢的燃点1050 ℃，对于w(C)0.25 ％的钢为1250 ℃，熔点接近1500 ℃，可以满足上述条件。
2) 金属氧化物的熔点应该低于金属本身的熔点。高铬钢、镍铬钢等金属其本身熔点低于氧化物熔点，不能用一般的火焰切割方法切割。
3) 当金属在氧流中燃烧时，所放出的热量应该足以维持切割过程继续进行而不中断。
4) 金属的导热性不应过高，否则，预热火焰的热量和在切割过程中产生的热量将被金属由切割处剧烈地散失，使切割过程中断。
5) 生成的氧化物应富有流动性，否则切割时形成的氧化物不能很好地被氧射流吹掉，防碍切割过程。
气割的应用范围
气割的应用范围十分广泛
(1) 按应用领域冶金工业、重型机械、金属结构、电机制造、造船工业、锅炉制造、化工工业、石油工业、机车车辆、矿山工业、钢铁工业、桥梁制造、建筑工业等。
(2) 按切割材料普通低碳钢、低合金钢、高合金钢、不锈钢、铸铁等。
(3) 按切割厚度
薄板( 小于l0mm) ：
中板(10 ～100mm) ；
大厚度(100 ～800mm) ；
极厚厚度(800mm 以上) 。
(4) 按被切割材料的形状板材、钢锭、铸件冒口、铸件、锻件、钢管、圆钢、型钢、多层板等。
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